【实验十二-水硬度的测定】在日常生活中，我们经常接触到“水硬度”这一概念。水硬度是指水中含有钙、镁等金属离子的浓度，是衡量水质的重要指标之一。本实验的目的在于通过滴定法测定水样中的总硬度，从而了解水的软硬程度及其对日常生活和工业应用的影响。
一、实验原理
水硬度主要由钙离子（Ca²⁺）和镁离子（Mg²⁺）的含量决定。通常采用配位滴定法进行测定，即利用乙二胺四乙酸（EDTA）作为滴定剂，在pH为10左右的条件下，与水中的Ca²⁺和Mg²⁺形成稳定的络合物。实验中使用铬黑T作为指示剂，当溶液由红色变为蓝色时，表示反应达到终点，此时即可根据滴定所用EDTA的体积计算出水样的总硬度。
二、实验仪器与试剂
- 仪器：酸式滴定管、移液管、锥形瓶、量筒、烧杯、磁力搅拌器
- 试剂：
- EDTA标准溶液（0.01 mol/L）
- 铬黑T指示剂
- 氨-氯化铵缓冲溶液（pH≈10）
- 待测水样
三、实验步骤
1. 准备水样
取适量待测水样，用移液管准确移取25.00 mL至锥形瓶中，加入10 mL氨-氯化铵缓冲溶液，摇匀。
2. 加入指示剂
向锥形瓶中加入3~4滴铬黑T指示剂，此时溶液应呈现酒红色。
3. 滴定操作
将EDTA标准溶液装入酸式滴定管中，调整初始读数为0.00 mL。缓慢滴加EDTA溶液，同时不断摇动锥形瓶，直至溶液由酒红色变为纯蓝色，且颜色保持30秒不褪色为止，记录最终读数。
4. 重复实验
为提高数据准确性，重复上述操作2~3次，取平均值计算结果。
四、数据处理与结果计算
假设三次滴定所用EDTA体积分别为V₁、V₂、V₃，则平均体积为：
$$
V_{\text{avg}} = \frac{V_1 + V_2 + V_3}{3}
$$
根据公式计算水样总硬度：
$$
\text{总硬度} = \frac{V_{\text{avg}} \times C_{\text{EDTA}} \times 1000}{V_{\text{sample}}}
$$
其中，C_EDTA为EDTA标准溶液的浓度（mol/L），V_sample为水样体积（mL），单位为mg/L（以CaCO₃计）。
五、注意事项
- 滴定过程中应保持溶液充分混匀，避免局部过量。
- 指示剂加入量不宜过多，否则会影响终点判断。
- 实验结束后应及时清洗仪器，防止残留物质影响下次实验。
六、实验结论
通过本次实验，我们成功测定了水样的总硬度，并掌握了配位滴定的基本操作方法。水硬度的测定不仅有助于了解水质特性，也为后续的水处理工艺提供了重要依据。
实验反思
在实际操作过程中，可能会因滴定速度控制不当或指示剂变色不明显而影响实验结果。因此，建议在今后实验中加强对滴定终点的观察与判断能力，提升实验的准确性和可靠性。
